Структура неоднородности вихревого поля при течении жидкости между коаксиальными вращающимися цилиндрами

Abstract

Подробно изучено новое точное аналитическое решение, определяющее стационарное течение вязкой жидкости между двумя коаксиальными цилиндрами. Центральным пунктом применяемой гидродинамической модели является внешняя сила трения Рэлея. Рассмотрены изотермический и неизотермический режимы движения жидкости. Проведены числовые расчеты и представлены варианты течения, относящиеся к подвижному/неподвижному внешнему и внутреннему цилиндрам. Установлены функциональные связи числа Тейлора с градиентом давления, с вязким касательным напряжением, с удельным тепловым потоком и с завихренностью течения. Вычислены моменты вязких сил и сил сопротивления.

A new exact analytical solution for the stationary flow of a viscous fluid between the two coaxial cylinders is studied. The central point of the hydrodynamical model we use is the ex­ternal Rayleigh force. Both isothermal and non-isothermal regimes of the fluid flow are con­sidered. Calculation are carried out and the variants of the flow with reference to the station­ary/non-stationary external and internal cylinders are presented. Functional correlations of Taylor number with the pressure gradient, the viscous shear strain, the specific heat flux and the flux vorticity are established. The moments of viscous and resistance forces are calculated.